Dans une telle particule, l’électron est remplacé par un antiproton (équivalent du proton dans l’antimatière). Elle s’est « comportée de façon inattendue au contact de la lumière laser, une fois plongé dans de l'hélium superfluide », c’est en tout cas la conclusion de la collaboration ASACUSA au CERN. Un article a été publié dans Nature.
« Notre étude donne à penser que les atomes hybrides d'hélium faits de matière et d'antimatière pourraient être utilisés dans d'autres domaines que la physique des particules, en particulier dans des expériences de physique de la matière condensée, voire d’astrophysique. Nous avons probablement fait un premier pas vers l’utilisation des antiprotons pour l'étude de la matière condensée », indique Masaki Hori, co-porte-parole de la collaboration ASACUSA.
Plusieurs conséquences découlent de cette découverte, notamment que « les scientifiques pourraient créer d'autres atomes d'hélium hybrides […] afin d'étudier en profondeur leur réponse à la lumière laser et mesurer ainsi la masse des particules ».
Commentaires (20)
#1
Amusant, de voir un proton et un anti-proton s’orbiter l’un-l’autre : on appelle ça du protonium.
Si on fait ça avec un électron et un positron, on obtient du positronium (qui est un vrai truc aussi), un autre matériau dit exotique.
Le positronium a donné le nom à la matière constituant le cerveau des robots dans l’univers d’Asimov :-)
#2
Me demande comment ils font vu la différence de masse entre un proton (ou antiproton du coup) et un electron, mais c’est pas mon métier
#3
#4
La masse est identique, c’est la charge qui change. Le proton est positif, mais l’anti-proton est négatif.
Ensuite, si ils sont tout mélangés (chose impossible, mais admettons), il suffit de les accélérer dans un champ magnétique transversal et les protons seront déviés d’un côté, les anti-protons de l’autre.
Ensuite, pour la différence entre l’électron et l’anti-proton,oui, là y a une importante différence de masse.
Ensuite, tous ces atomes exotiques sont très instables. Un proton et un antiproton en orbite mutuelle, ça ne tient que quelques nanosecondes.
#5
Oui, je parlais de la différence de masse entre l’antiproton qui “tourne” autour du proton à la place de l’électron :)
#6
Ça n’est pas une phrase qu’on peut dire tous les jours
Par contre, je ne suis pas sûr qu’Asimov ait utilisé le positronium “réel” (e⁺ + e⁻) pour dénommer son cerveau : la série « I Robots » a été écrite entre 1940 et 1950, alors que le positronium a été produit pour la première fois en 1951.
Par contre, elle avait été prédite en 1932 par Dirac et d’autres.
D’un point de vue pratique, il n’y a aucune raison que le positronium puisse servir à l’IA.
C’est un peu comme dans Iron Man, où Stark utilise le palladium pour alimenter le réacteur : c’est ridicule, le palladium est un métal inerte non-radioactif. S’il utilise ça, c’est juste parce que le nom provient de la déesse de Pallas, dont la statue grecque, le Palladion, représente Athéna… en armure de fer ! D’où IronMan.
#7
Importante différence de masse entre un électron et un antiproton mais relativement parlant, ça donne quoi comme différence sur l’ensemble de l’atome d’hélium classique versus d’hélium avec antiprotons à la place des électrons ?
#7.1
Si je ne m’abuse il y a un rapport 10^3 à 10^4 entre un électron et un proton (ou anti-proton du coup) ce qui rend le poids de l’électron négligeable par rapport à celui d’un proton.
Du coup cet atome hybride “pèserait” environ 50 % de plus qu’un atome d’hélium classique (3 masses de proton au lieu de 2).
#7.2
Je ne comprend toujours pas pourquoi l’article parle de l’électron au singulier et non au pluriel, l’atome d’hélium devrait en avoir deux (étant donné qu’il y a deux protons dans le noyau)
Du coup, avec le poids de l’électron étant négligeable vis-à-vis du poids du (anti)proton, on devrait même être au double de la masse pour cette atome hybride, non ?
#8
La masse de l’électron est environ 1800 fois plus petite que celle du proton, elle est donc négligeable devant celle d’un proton, et donc d’un noyau d’hélium (ou noyau alpha).
Autrement dit, si on remplace un électron par un antiproton, on passe d’une masse de 4 à une masse de 5 unités atomiques
On a donc 25 % de masse en plus sur l’hélium.
Si on remplace les deux électrons de l’hélium par des antiprotons, on a une différence de 50 %.
@TabDambrine : attention à ne pas oublier les neutrons dans ton calcul : on a donc 5 masses de proton au lieu de 4, et pas 3 au lieu de 2 (le neutron ayant sensiblement la même masse que le proton).
@Elioty : selon le lien :
Ils ont donc rempacé un des deux électrons seulement, pas les deux.
Il faut savoir que quand ils font ça, le proton étant plus lourd, il est plus proche du noyau afin d’avoir la même énergie (cinétique / thermique) que l’électron dont il prend la place.
Si on remplace les deux électrons alors les anti-protons sont à la merci du premier choc avec un proton. Mais si il est juste autour du noyau, et que l’électron est un peu plus loin, il protège l’anti-proton. Un peu comme Jupiter protège la Terre des astéroïdes (pour prendre un modèle simple).
Ceci reste seulement mon hypothèse cependant. Mais c’est ce qu’on observe avec l’hydrogène muonique (μH), où son seul électron est remplacé par un muon (particule de même charge, juste plus lourde que l’électron). Les atomes de μH sont donc plus petits et peut s’approcher d’avantage l’un de l’autre. Ils sont donc aussi plus à même de fusionner si on les balance l’un sur leur l’autre. Il fut un temps où ceci était une méthode envisagée pour la fusion nucléaire de l’hydrogène, mais les muons sont trop instables (quelques microsecondes de durée de vie) pour que ça soit viable.
#9
Merci pour la précision, j’avais effectivement omis les neutrons lors de la rédaction de mon message
#10
Je complète, ayant regardé l’abstract de l’article de Nature :
Et un peu en dessous :
Donc oui, l’antiproton a une orbitable bien plus petite que l’électron et ceci le protège de annihilations avec d’autres atomes dans le liquide où il est plongé (de l’hélium à l’état de superfluide, ici).
#11
Stop de parler, les gens intelligents !
Je me sens exclu.
#12
Merci pour toutes ces précisions
#13
un p’tit article couleur-science?
#13.1
C’est lui couleur-science ? j’adore ce site :)
#14
Tu devrais faire des articles scientifiques pour NXI
#15
Pas forcément sur cette découverte, mais j’ai déjà un article sur les atomes exotiques : https://couleur-science.eu/?d=126991–les-atomes-exotiques
^^
J’en fais pour d’autres site déjà, comme SCMB (secouchermoinsbete.fr) : les articles du dimanche (articles premium), c’est moi :)
#16
Ah c’est bien toi sur couleur-science, ben bravo les articles sont vraiment tous excellent !
#17
Bravo, ton pseudo me disait vaguement quelque chose, j’avais déjà dû tomber sur une de tes publications.
Très didactique ton article sur les atomes exotiques.